KR870000579Y1 - 안내로울 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

안내로울

제1도는 본 고안 안내로울이 적용되는 연속주조작업의 개략적 단면도.

제2도는 본 고안 안내로울의 측면도.

제3도는 중간지지구조를 갖춘 본고안 안내로울의 개략 측면도.

제4도 및 제5도는 본 고안의 또 다른 실시예의 안내로울의 부분절단 단면도 및 부분측면도.

제6도 및 7도는 또다른 실시예를 보여 주는 제4도 및 5도의 유사도.

제8도는 강철링으로써 세라믹편들을 연결하는 변형 실시예의 안내로울의 부분절단 측면도.

제9도는 또 다른 실시예를 보여 주는 제9도와 유사한 안내로울 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

110 : 냉각수로 6,106 : 코어축

8,108,108A,108B,108C : 슬리이브

9,107,107A,107B,107C : 세라믹편

10,114,114B : 말단플레이트 114B' : 환상플랜지

112,112A : 키이웨이 112B,112C : 원주방향홈

113,113A : 키이 116,115 : 볼트

113B,113C : 강철링

본 고안은 안내로울에 관한 것이다. 더 구체적으로는 예를 들어 제강산업 또는 유사한 산업에서의 연속주조 작업, 잉고트생산작업 또는 기타의열간압연 전단계에서의 고온 피가공물의 이송에 적합한 안내로울 구조에 관한 것이다.

종전에 있어서의 이와 같은 안내로울은 필요한 강도를 확보하기 위하여 단일구조의 강철로울축으로써 구성되어 있으며 냉각수로가 내부에 제공되어서 로울측의 내열성을 높여 주고 있다. 어떤 경우에는 내열성을 높일 목적으로 안내로울의 표면을 내열금속으로써 입히거나 또는 내열물질로 된 슬리이브 또는 링들을 로울축 외주에 일체로 부착시킨 복합구조의 안내로울을 사용해 오고 있다.

그러나 종래의 일체식 로울구조는 내열성, 열충격에 대한 저항력, 연마 마모 및 기계적 강도에 대한 저항력등, 고온 피가공물 안내를 위해서 사용되는 안내로울러에 있어서 절대적으로 필요한 것들이, 그것을 만족할수 있는 단일 또는 복합물질의 존재하에서가 아니고서는 그렇게 만족스럽지가 못하다.

일체식 구조의 안내로울은, 그 최고응력이 각 로울축의 외주 중앙부에서 발생하게 되는데, 그 이유는 고온의 피가공물이 이송되는 동안에 가하는 반력에 의해서 일어나는 벤딩 때문이며, 이 문제는 로울물질의 고온강도를 갖고서는 대처하기가 극히 어렵다.

나아가서 연속주조방법에서는, 점차로 에너지 보존을 추구하는 경향이 있어서, 고온의 주조물이 처리된 후 이송되는 동안에 그 열을 회수해서 다음공정의 열간 압연에 현열(顯熱)을 효율적으로 활용한다. 연속주조작업에서는, 연속주조물을 수냉모울드로부터 전단기로 이송하는 안내로울은 1,000℃ 이상의 고온에 맡겨지기 때문에 이들 안내로울에게는 더욱 가혹한 조건이 가하여진다. 안내로울의 내용수면을 재촉하게 되는 열에의 한 강도의 열화(劣化)를 방지하기 위해서, 그리고 피가공물로부터 로울에로의 열의 확산을 방지하기 위해서는 높은 내열성과 높은 단열성을 갖는 세라믹 물질을 사용할 것이 제안되고 있다. 다시 말하면 앞에서 언급한 바 있는 수냉로울축에 일체로 결합된 내열물질의 로울축이나 슬리이브의 외주면에 제공되는 축방향 또는 원주방향홈에 세라믹 물질을 식설하거나, 또는 복수개의 세라믹을 동일수지의 고정수단을 사용해서 단열 슬리이브의 외주에 고정시키는 것이다.

이와같은 종류의 종래의 안내로울은 그 구성이 복잡할 수 밖에 없으며 따라서 그 로울측이나 로울축에 단열보온 슬리이브를 가공하는 단계에서 더 많은 공정을 거쳐야 하며, 또한 고온피가공물에 의한 열피로의 결과로 고정수단의 수명이 짧아진다는 문제점을 알고 있다. 나아가서 로울의 어떤 부분에 손상이 발생했을때는 그 수리를 위해서 상당한 시간이 소요되기 때문에 로울전체를 교체해야 한다는 문제가 있다.

그렇기 때문에 본 고안의 목적은 위에 언급한 바와 같은 난점과 문제점들을 극복할 수 있는 안내로울을 제공하는 것이다. 더 구체적인 목적은 여러개의 느슨하게 부착된 세라믹 편(片)으로된 세라믹 슬리이브를 안내로울에 제공해서, 로울축의 외주의 중앙부에 최대응력 집중되는 것을 방지하므로서 그 수명을 연장시키는 것이다.

또다른 목적은 여러개의 느슨하게 부착된 세라믹편으로 구성되며, 조립과 해체도 용이한 세라믹 슬리이브를 안내로울에 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 신속하게 로울을 수리하거나 손상 된 세라믹편을 교체할 수 있게 하는, 상기와 같은 안내로울을 제공하는 것이다.

본 고안에 의하면, 특별히 고온의 피가공물을 이송시키는 데 적합한 아내로울이 제공되는데, 상기 로울은 내부에 축을 따라서 냉각수로를 갖는 코어강 축(core steel shaft)과 상기 코어 강축의 외주를 덮고 있으며 다수의 분리가능한 환상 세라믹편이 코어축을 따라 코어축에 느슨하게 부착되어서 구성된 세라믹 슬리이브 및 상기 환상의 세라믹을 코어축에 축방향으로 맞닿는 상태로 고정시키기 위한 고정수단으로 구성된다.

본 고안의 상기 목적, 기타목적 및 특징과 장점들에 관해서는 하기의 상세한 설명, 첨부된 청구범위 및 본 고안의 실시예를 도시하는 첨부도면을 참고하므로서 명백하여질 것이다.

제1도에서는, 본 고안의 안내로울이 적절히 실시될 수 있는 전형적인 연속주조장치의 실예를 보여준다. 도시된 바와같이, 턴디쉬(tundish)(1)로부터의 용융 강철이 수냉모울드(2)에 연속적으로 부어진다. 용융강철이 모울드(2)에 들어가면 일차적인 냉각이 이루어지고 표면을 둘러싸는 응고각을 형성하기 시작한다. 다음 단계의 응고 과정에서 주조물은 워킹바아(working bar)(3)에 의해서 끄집어 내어서 안내로울들(4)의 열(列)사이를 수평으로 지나가면서, 분무수 또는 다습공기를 사용하는 직접냉각으로 2차적 냉각을 하고 절단기(5)에 도달하면 다음 단계로 이송하기에 적절한 길이로 주조물을 절단한다.

다음의 열간압연 공정에서의 주조물은 현열(顯熱)을 경제적으로 이용하기 위해서는, 상기 2차적 냉각을 제어하므로서 절단기에 의해서 처리될 주조물로 하여금 1,000℃ 내지 1,200℃의 온도를 유지하고, 위에서 언급한 바와같이 안내로울(4)을 통한 열의 확산을 감소시켜야 한다.

제2도는 본 고안에 따르는 안내로울을 도시하고 있는데, 이것은 제1도에서 보는 연속주조작업에 이용하기에 특별히 적당한 것이다. 안내로울은, 적절한 강도를 갖는 통상의 강철, 저합금 강철로 된 코어축(6)을 갖고 있다. 상기 코어축(6)상에 코어축을 따라서 세라믹 슬리이브(8)가 설치되어 있는데 이것은 여러개의 분리된 환상의 세라믹편(9)이 코어축(6)의 외주에 고정되는데, 세라믹편의 각각은 축방향의 제지수단, 예로서 코어축(6)의 일단에 고정되는 말단플레이트(10) 및 워셔(12)를 사이에 두고서 코어축(6)의 다른쪽 단에 나사식으로 고정되는 너트(11)에 의해서 인접 세라믹 편과 밀접촉하고 있다.

위에 설명한 본 고안의 안내로울의 기본적 구조는 다음과 같은 장점들을 갖고 있다.

(I)세라믹 물질은 압축력에 대합서는 비교적 높은 강도를 갖고 있으나 인자력에 대해서는 그렇지가 못하다. 이와 관련해서 주조물의 안내의 결과로 주조물의 반력에 의해서 발생하는 벤딩모멘트가 로울에 가하여 지지만, 그 벤딩모멘트는 코어축에 의해서 지지되기 때문에 환상 세라믹편에 대한 인장응력으로는 작용하지 않는다. 그렇기 때문에 환상편의 강도는 안정하게 유지된다. 나아가서 종래의 일체식 로울구조에서의 경우처럼 로울의 외주 중심부에 최대응력이 가하여지는 것을 막을 수가 있다.

(II) 바깥의 세라믹 슬리이브(8)는 세라믹 물질에 고유한 높은 단열특성에 의해서 고온 피가공물로부터 코어축(6)에로의 열전도를 막는다. 그 결과로 코어축(6)은 열에 대한 시달림을 덜받게 되며 수냉으로써 온도상승의 정도를 떨어 뜨릴수가 있어서 정상 온도하의 강도유지가 가능하므로 상기의 벤딩모멘트가 대처 할수가 있다.

(III) 세라믹 물질의 열팽창계수는 강철의 약 1/3이기 때문에 만약 강철코어축이 세라믹 물질보다도 더 큰 정도로 열팽창을 받으면, 코어축과 일체로 고정된 세라믹 슬리이브 또는 코어축에 수축결합 방법으로 설치한 세라믹링은 경우에 따라서는 인장응력 때문에 파열될 수도 있다. 그러나 본 고안의 안내로울은 이와같은 문제가 완전히 해결되었다. 그 이유는 코어축의 열팽창은 세라믹 슬리이브의 단열과 수냉에 의해서 감소되고, 또한 세라믹 슬리이브는 코어축에 느슨하게 붙어 있기 때문이다.

(IV) 본 고안의 안내로울은 쉽고 즉시적인 방법으로 조립하고 분해할 수가 있다. 따라서 손상된 세라믹편들은 단 시간에 교체 가능하며 손상로울의 수리작업은 상당한 정도로 촉진된다.

(V) 주조물로부터의 열의 분산감소는 에너지 보존에 기여하며 고온에서의 주조물 절단을 용이하게 한다.

(VI) 로울의 내용년수는 늘어나고 단면 팽창과 내부균열 가능성은 더 줄어들기 때문에, 기계의 효율과 생산성의 향상이 기대된다.

(VII) 본 고안의 안내로울은 연속주조 작업에 뿐만 아니라 잉고트 생산작업과 열간압연 이전의 고온 피가 공물의 안내 단계에서도 효과적으로 적용될 수가 있다.

제3도에서는 본 고안의 또 다른 실시예를 보여 주고 있다. 여기에서는 안내로울(104)이 서로 연속되고 동축상태로 배치된 한쌍의 부분적로울(104A,104B)에 의해서 구성된다. 앞서의 실시예와 같이, 각 부분적로울(104A,104B)은 통상강철 또는 저합금강철이 필요한 강도의 지지구조를 제공하도록 구성된 코어축(106)과, 복수개의 원통형으로 조립된 세라믹편(107)으로 형성되는 외측 세라믹 슬리이브와로 구성된다.

부분적로울(104A,104B)은 해당코어축의 양단에서 베어링내에 축수되며, 또한외측단에는 급수튜우브(111)가 제공되어서 축방향의 냉각수로(110)와 연통하여 코어축(106)을 냉각시킨다.

이와같은 조립식 로울 구조에서는, 단일의 안내로울유닛(104)을 한쌍의 부분적로울로써 구성하므로서 그렇게하지 않을 경우에 안내로울 중심부에 작용하게 될 최대응력을 피할수가 있다.

제4도 및 제5도에서 보여주고 있는 실시예에서는 로울코어축(106)의 외주를 둘러싸는 세라믹 슬리이브(108)가 복수개의 따로 떨어진 세라믹편(107)으로 구성되고 이들은 축방향 또는 원주방향으로 이웃하는 세라믹 편들로부터 분리 가능하다. 각 세라믹편(107)은 그 단면이 원호형상으로 형성되며 서로 대응하는 측면에 키이웨이(112)들이 제공되며, 코어축(106)에 대하여 한정하는 부분이 없다.

코어축(106)의 주위에 링을 형성하는 세라믹편(107)들을 인접 세라믹편들과의 연결을 함에 있어 각 세라믹편(107)의 당접되는 측면에 제공된 대응 키이웨이(112)내로 키이(113)를 끼워서 연결한다.

이들 키이(113)는 코어축(106)에 길이 방향으로 가지런히 제공되는 각 링의 키이웨이(112)를 축방향으로 지나가고 코어축(106)의 양단에서 볼트(115)로써 말단플레이트(114)에 고정하므로써 세라믹편(107)들을 원통형 슬리이브(108)로 조립하게 된다.

본 실시예에서는 상기 세라믹편(107)들을 조립함에 있어서 키이(113)가 로울의 외면으로 드러나지는 않지만, 세라믹편(107)속에 묻혀지는 키이(113)들은 어느 정도까지는 가열된다. 키이(113)의 열팽창 문제를 해결하기 위해서는 키이(113)와 세라믹편(107)의 키이웨이(112)사이에 여유를 둔다든가, 또는 키이(113)와 세라믹편(107)사이에 수축결합 현상이 일어나지 않게 넓은 여유를 둠으로써 세라믹편에게 과도하게 큰 응력을 주지 않게하는 것이 좋다. 키이(113)는 각 세라믹편(107)을 양단에서 말단플레이트(114)및 볼트(115)와 협력해서 코어축(106)에 대하여 제한하는 수단으로 역할하므로써 각 세라믹편을 축방향 및 원주방향으로 제한한다.

키이(113)가 축방향으로 열팽창을 하게 되면 세라믹편(107)에 대한 상대적인 활동(滑動)에 의해서 활로를 발견할 수가 있다. 앞서의 실시예와 동일하게, 축방향 및 원주방향으로 따로 따로 된 세라믹편들은, 주조물의 정압으로 인해서 가하여진 로울벤딩응력이 세라믹편에게 인장응력으로서 작용하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과로 이 로울의 구조는 압축력에 대하여 비교적 강한 세라믹 물질의 특징인 강도를 유리하게 활용할 수가 있다. 벤딩력을 지지하는 코어축(106)의 정상온도에서의 강도는 세라믹 슬리이브(108)의 단열 작용과 내부수냉에 의해서 유지된다. 세라믹편(107)은 형상이 매우 간단하며 요구되는 정확도에 맞추어서 용이하게 제작할 수가 있다.

제6도와 제7도에서는, 또 다른 실시예를 보여주고 있는데 이들은 아래에 설명하는 것을 제외하고는 그 구조와 작동이 동일하다. 제6도 및 제7도에서는 로울의 축방향 및 원주방향으로 분리된 세라믹편(107A)들은 그단면형상이 원호형상이며 코어축(106)에 대하여 한정하는 부분이 없다.

그러나 이 경우에는 해당 세라믹편(107A)의 당접단의 외측에 축방향 키이웨이(112A)가 형성되어 있고, 키이(113A)는 각링의 서로 인접하는 세라믹편 사이의 키이웨이(112A)를 통과한다. 키이(113A)는 이렇게 해서 조립된 세라믹 슬리이브(108A)의 외측에 노출되고, 노출키이 구조의 세라믹편 조립체를 제공하게 된다.

키이(113A)의 외측은 조립 세라믹 슬리이브의 외주로부터 안으로 들어가 있게 하므로서 고온의 주조물과 직접 접촉되지 않게한다. 본 실시예에 있어서의 세라믹편들은 앞서의 실시예와 대체로 동일한 기능을 갖는 것으로, 코어축이 강도에 기여하는데 반하여, 세라믹 편은 단열과 연마마모에 대한 저항에 있어서 기여를 한다. 그렇기 때문에 매우 낮은 정도로 일어나는 복사열전도를 제외하고는 키이(113A)에로의 직접 열전도는 일어나지 않으므로 주조물로부터의 열확산을 방지할 수 있다.

본 실시예의 세라믹편들은 앞서의 실시예와 거의 동일한 기능을 갖고 있어서, 코어축이 강도를 높이는데 대하여 세라믹편은 단열과 연마마모를 저항하는 능력을 높여준다.

제8도는 하나의 변형실시예를 도시하고 있는데, 복수개의 세라믹편들이 유사하게 축방향 및 원주방향으로 상호 분리되어 구성되며 단면이 원호형상이며 코어축(106)에 대하여 한정하는 부분이 없다.

이경우 각 세라믹편(107B)은 양쪽의 축방향단을 따라서 홈이 제공되고, 복수개의 강철링(113B)이 연결수단으로서 앞서의 실시예의 키이(113,113A)대신에 채용된다. 세라믹편(107B)들은 인접세라믹편과 밀접촉 상태로 코어축(106)주위로 링을 향성하여 둘러싸고 있으며 또한 인접세라믹편(107B)들이 서로 맞닿는 축방향 양단에 제공된 원주방향홈(112B)에 설치되는 강철링(113B)에 의해서 서로 연결되어 있다. 로울의 양단에서는 말단플레이트(114B)의 내측에 형성된 환상플랜지(114B')가 세라믹편(107B)중 가장 바같쪽의 세라믹링에 제공된 원주방향홈(112B)속에 고정되고, 말단플레이트(114B)는 코어축(106)에 설치 볼트(116)에 의해서 확고하게 고정되므로서, 따로따로의 세라믹편편(107B)들을 코어축(106)상에 한정시킨다.

이 변형실시예에서는 연결링들이 세라믹 슬리이브(108B)의 원주상에 노출되며, 각 강철링(113B)의 원주면은 조립된 세라믹편(108B)의 원주면으로부터 안으로 들어가 있어서 그것이 고온의 주조물과 직접 접하는 것을 방지할 수가 있다. 이와같은 안내로울의 기능과 그 결과로서의 효과는 앞서 실시예와 같다.

제9도에서는, 또 다른 실시예가 도시되고 있는데, 여기에서는 각 세라믹편(107C)은 강철링(113C)에 의해서 원통형 세라믹 슬리이브(108C)로 연결 조립하는데 상기 강철링은 각 세라믹편의 링이 서로 맞닿는 축방향 단면을 가로 질러서 내부로 형성된 환상홈(112C)속에 끼워진다.

이와같은 폐쇄링 구조는 제4도 및 제5도에서 도시한 실시예와 유사한 작용효과를 갖는다.

Claims (10)

1. 그 축을 따라서 내부에 냉각수로가 제공된 강철 코어축(6,106)과 상기 코어축의 외주를 에워싸며, 복수개의 분리 가능한 환상의 세라믹편(9,107,107A'107B)이 상기 코어축의 길이에 걸쳐서 느슨하게 부착되어 구성되는 세라믹 슬리이브(8,108,108A,108B,108C) 및 상기 환상 세라믹편들을 상기 코오축상에서 축방향으로 서로 맞닿은 상태로 유지하기 위한 고정수단으로 구성되는 안내로울.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정수단이 상기 코어축의 일단에 고정되는 말단 플레이트(10,114,114B)와 상기 코어축의 다른 단에 확고하게 나사식으로 끼워지느 너트(11)와로 구성되는 것을 특징으로 하는 안내로울.
3. 제1항에 있어서, 상기 안내로울이 동축상에 배열되고 각각 양단이 회전가능하게 지지되고 있는 한쌍의 부분적 로울로 구성되는 것을 특지으로 하는 안내로울.
4. 제1항에 있어서, 상기 환상 세라믹편들을 각각 단면이 원호형상을 한 복수개의 세라믹 소편들로 구성되며, 상기 세라믹 슬리이브의 상기 세라믹 소편들은 상기 코어축의 외주둘레에 원을 형성함과 동시에 인접 세라믹 소편과 대응측면에서 서로 맞닿으며 또한 상기 코어축의 축방향으로 뻗는 키이부재(113,113A)에 의해서 위치가 제한되는 것을 특징으로 하는 안내로울.
5. 제4항에 있어서, 상기 키이부재(113,113A)는, 상기 세라믹 슬리이브(8,108,108A,108B,108C)의 상기 세라믹 소편들의 서로 맞닿는 측면을 가로질러서 내부로 형성된 축방향 홈내에 설치되는 것을 특징으로 하는 안내로울.
6. 제4항에 있어서, 상기 키이부재(113,113A)는 상기 세라믹 슬리이브(8,108,108A,108B,108C)의 상기 세라믹 소편들의 서로 맞닿는 측면의 상부 바깥 코오너에 형성된 축방향홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 안내로울.
7. 제1항에 있어서, 상기 고정수단이 상기 코어축(6,106)의 양단에 확고하게 고정된 한쌍의 말단 플레이트(10,114,114B)에 의해서 상기 코어축상에 고정되는 것을 특징으로 하는 안내로울.
8. 제1항에 있어서, 상기 환상 세라믹편(9,107,107A,107B)들은 각각 단면이 원호형상인 복수개의 세라믹 소편들로 구성되며, 상기 세라믹 슬리이브(8,108,108A,108B,108C)의 상기 세라믹 소편들은 상기 코어축(6,106)의 외주면을 둘러싸는 원을 이루는 동시에 인접 세라믹 소편들과의 대응하는 측면에서 서로 맞닿으며 또한 상기 환상 세라믹편(9,107,107A,107B)들의 축방향의 당접단에 형성된 환상홈 내에 설치되는 강철링(113B,11C)에 의해서 연결되는 것을 특징으로 하는 안내로울.
9. 제8항에 있어서, 상기 강철링(113B,113C)은 인접 세라믹편(9,107,107A,107B)의 소편들의 축방향의 당접단면을 지나 내부로 형성되는 환상홈에 장치되는 것을 특징으로 하는 안내로울.
10. 제8항에 있어서, 상기 강철링(113B,113C)은 각 세라믹 소편의 축방향 당접단예 및 그 당접단을 따라서 각 세라믹 소편의 외측에 형성된 환상홈에 설치되는 것을 특징으로 한느 안내로울.